測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件中，梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)(Comb-Serpentine Structure)是一種用于后道工藝(Back-end-of-line，BEOL)的圖形較為復(fù)雜的測(cè)試結(jié)構(gòu)，梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用于是測(cè)試金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)的可靠性，如電遷移或金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)中層間介質(zhì)層的K值等。
[0003]如圖1所示，梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)包括為與襯底01上的梳狀的第一引線02以及蛇形的第二引線03，為了更好的測(cè)試金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)的電遷移等特性，其中第一引線與第二引線的線寬LI，第一引線與第二引線之間的間距以及第二引線蛇形曲折之間的間距L2非常小，隨著半導(dǎo)體特征尺寸的不斷縮小，LI和L2也不斷縮小，受曝光的衍射效應(yīng)以及光刻膠均勻程度的限制，采用傳統(tǒng)的光刻工藝已經(jīng)難以將梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到金屬層中，甚至?xí)a(chǎn)生斷線等缺陷，而且由于間距L2很小，很難進(jìn)行光學(xué)近似修正(0PC)，使得出現(xiàn)圖形失真的概率加大。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中有采用曝光-刻蝕-曝光-刻蝕的雙重曝光方法來(lái)形成梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)，但是這種方式的第一引線與第二引線分別為兩次光刻形成，受兩次光刻的對(duì)準(zhǔn)誤差影響，第一引線與第二引線以及第一引線與第二引線之間的間隔的均勻性較差。
[0005]因此，亟待一種梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，能夠使得形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的線寬、間距更小，并且形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一引線與第二引線之間的均勻性較好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，能在形成梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)時(shí)使得形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的線寬、間距更小，并且形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一引線與第二引線之間的均勻性較好。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底上形成層間介質(zhì)層；
[0010]在所述層間介質(zhì)層表面依次形成第一介電層、第一半導(dǎo)體層、第二介電層、第二半導(dǎo)體層；
[0011]在所述第二半導(dǎo)體層表面形成硬掩模層，以硬掩模層為掩模圖形化所述第二半導(dǎo)體層，形成相對(duì)設(shè)置的條狀半導(dǎo)體層和梳狀半導(dǎo)體層，且梳狀半導(dǎo)體層的梳齒朝向條狀半導(dǎo)體層；
[0012]在梳狀半導(dǎo)體層朝向條狀半導(dǎo)體層的側(cè)壁上形成第一半導(dǎo)體側(cè)墻；
[0013]去除梳狀半導(dǎo)體層、條狀半導(dǎo)體層與第一半導(dǎo)體側(cè)墻露出的第二介電層，直至露出第一半導(dǎo)體層；
[0014]在露出的第一半導(dǎo)體層上形成側(cè)墻材料層，使所述側(cè)墻材料層填充于條狀半導(dǎo)體層和梳狀半導(dǎo)體層的第一半導(dǎo)體側(cè)墻之間；
[0015]去除位于梳狀半導(dǎo)體層的梳齒之間、條狀硅層與梳狀半導(dǎo)體層之間的部分側(cè)墻材料層和部分第一半導(dǎo)體層，直至露出第一介電層，保留位于梳狀半導(dǎo)體層的第一半導(dǎo)體側(cè)墻上的側(cè)墻材料層，形成第二半導(dǎo)體側(cè)墻，還保留位于條狀半導(dǎo)體層側(cè)壁的側(cè)墻材料層，以形成第三半導(dǎo)體側(cè)墻；
[0016]去除第一半導(dǎo)體側(cè)墻直至露出第二介電層，所述硬掩模層、條狀半導(dǎo)體層、梳狀半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體側(cè)墻、剩余的第一介電層以及第二介電層構(gòu)成第一掩模，所述第一掩模具有第三半導(dǎo)體側(cè)墻、第二半導(dǎo)體側(cè)墻和第一介電層圍成的梳狀第一空隙，還具有第二半導(dǎo)體側(cè)墻、梳狀半導(dǎo)體層和第二介電層圍成的蛇形第二空隙；
[0017]以第一掩模為掩模去除第一空隙和第二空隙對(duì)應(yīng)的部分第二介電層和部分第一介電層，以形成由剩余第一介電層構(gòu)成的第二掩模；
[0018]以所述第二掩模對(duì)所述層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，在所述層間介質(zhì)層中形成溝槽，所述溝槽包括梳狀的第一溝槽和蛇形的第二溝槽；
[0019]在所述溝槽中形成梳狀的第一引線和蛇形的第二引線。
[0020]可選的，在形成層間介質(zhì)層的步驟中，所述層間介質(zhì)層的材料為超低K介質(zhì)，所述超低K介質(zhì)的K值小于4.0。
[0021]可選的，在形成第一介電層、第一半導(dǎo)體層、第二介電層、第二半導(dǎo)體層的步驟中，所述第一介電層的厚度在40納米到70納米的范圍內(nèi)，第一半導(dǎo)體層的厚度在30納米到50納米的范圍內(nèi)，第二介電層的厚度在10納米到40納米的范圍內(nèi)，第二半導(dǎo)體層的厚度在80納米到120納米的范圍內(nèi)。
[0022]可選的，圖形化所述第二半導(dǎo)體層的步驟包括:在所述第二半導(dǎo)體層表面形成硬掩模材料層，在所述硬掩模材料層上形成圖形化的光刻膠層，以所述圖形化的光刻膠層為掩模，對(duì)所述硬掩模材料層進(jìn)行刻蝕，形成硬掩模層。
[0023]可選的，圖形化所述第二半導(dǎo)體層的步驟包括:以所述硬掩模層為掩模，對(duì)所述第二半導(dǎo)體層進(jìn)行干法刻蝕，且在刻蝕過(guò)程結(jié)束后，保留位于所述第二半導(dǎo)體層上的硬掩模層。
[0024]可選的，在所述第二半導(dǎo)體層上保留的硬掩模層的厚度大于或等于15納米。
[0025]可選的，所述第二半導(dǎo)體層的材料為硅，在梳狀半導(dǎo)體層朝向條狀半導(dǎo)體層的側(cè)壁上形成第一半導(dǎo)體側(cè)墻的步驟包括，采用外延工藝在硅材料的梳狀半導(dǎo)體層朝向條狀半導(dǎo)體層側(cè)壁上形成所述第一半導(dǎo)體側(cè)墻。
[0026]可選的，在梳狀半導(dǎo)體層朝向條狀半導(dǎo)體層的側(cè)壁上形成第一半導(dǎo)體側(cè)墻的步驟包括，所述第一半導(dǎo)體側(cè)墻的材料為鍺硅，并且鍺硅中鍺的含量在15-45%。
[0027]可選的，所述第一半導(dǎo)體層的材料為硅，在露出的第一半導(dǎo)體層上形成側(cè)墻材料層的步驟中，采用外延工藝在第一半導(dǎo)體層表面生長(zhǎng)所述側(cè)墻材料層。
[0028]可選的，在露出的第一半導(dǎo)體層上形成側(cè)墻材料層的步驟中，所述側(cè)墻材料層的材料為硅，且側(cè)墻材料層的高度高于第二介電層的高度，低于第二半導(dǎo)體層的高度。
[0029]可選的，去除第一半導(dǎo)體側(cè)墻的步驟中，采用鹽酸去除所述材料為鍺硅的半導(dǎo)體層。
[0030]可選的，所述梳狀半導(dǎo)體層的多個(gè)梳齒等間隔排布。
[0031]可選的，第一引線的寬度、第二引線的寬度以及相鄰的第一引線與第二引線的間距均相等。
[0032]可選的，在形成測(cè)試結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，還在襯底中同步形成互聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0033]可選的，形成互聯(lián)結(jié)構(gòu)的步驟包括:
[0034]在露出的第一硅材料層表面外延生長(zhǎng)的側(cè)墻材料層干法刻蝕形成側(cè)墻的步驟之前，在襯底的互聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置的區(qū)域的梳狀半導(dǎo)體層和條狀半導(dǎo)體層上形成遮擋層。
[0035]在形成側(cè)墻之后去除所述遮擋層；以使第一掩模在互聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置只具有第二空隙。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0037]在形成測(cè)試結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，只進(jìn)行了一次圖形化工藝形成梳狀半導(dǎo)體層和條狀半導(dǎo)體層，之后借助于兩次形成側(cè)墻的工藝，形成圖形化第一介電層的掩模，進(jìn)而以圖形化的第一介電層形成用于填充第一引線和第二引線的溝槽；由于所述第一引線中梳齒引線的寬度以及第二引線的寬度分別為相鄰側(cè)墻之間的距離以及側(cè)墻與梳狀半導(dǎo)體層的梳齒與相鄰側(cè)墻之間的距離所定義，而相鄰側(cè)墻之間的距離可以由側(cè)墻的厚度調(diào)整，梳狀半導(dǎo)體層的梳齒與相鄰側(cè)墻之間的距離也可以由側(cè)墻的厚度決定，因而比采用曝光對(duì)圖形的尺寸及多次曝光之間對(duì)準(zhǔn)的可控性強(qiáng)很多，所以采用這種方法可以形成線寬更小且質(zhì)量較高的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，可以在梳狀半導(dǎo)體層的相鄰梳齒之間形成2條第一引線和I條第二引線，而梳狀半導(dǎo)體層可以采用光刻工藝形成，相鄰第一引線和第二引線之間的間距可以小于光刻工藝所能達(dá)到的最小間距，所以本發(fā)明測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法能夠縮小測(cè)試結(jié)構(gòu)中第一引線、第二引線之間的間距。
[0039]進(jìn)一步，采用外延工藝在條狀半導(dǎo)體層和梳狀半導(dǎo)體層相對(duì)的側(cè)壁上形成所述第一半導(dǎo)體側(cè)墻，外延工藝的可控制性更強(qiáng)，能夠形成更薄的第一半導(dǎo)體側(cè)墻，還可以使第一半導(dǎo)體側(cè)墻與條狀半導(dǎo)體層和梳狀半導(dǎo)體層相對(duì)的側(cè)壁的對(duì)準(zhǔn)更加精確，并且無(wú)需刻蝕過(guò)程就能在條狀半導(dǎo)體層和梳狀半導(dǎo)體層相對(duì)的側(cè)壁形成所述半導(dǎo)體層，節(jié)省了產(chǎn)能。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1是現(xiàn)有技術(shù)形成的一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明測(cè)試結(jié)構(gòu)形成方法一實(shí)施例的流程圖；
[0042]圖3?圖20是圖2所示測(cè)試結(jié)構(gòu)形成方法的形成過(guò)程中各個(gè)步驟的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]現(xiàn)有技術(shù)形成梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，如何使得形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的線寬、間距更小，并且形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一引線與第二引線之間的均勻性較好成為亟待解決的問(wèn)題。
[0044]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法，在層間介質(zhì)層上預(yù)先形成帶有測(cè)試結(jié)構(gòu)圖案的第一掩模，對(duì)第一掩模進(jìn)行處理形成第二掩模，然后以第二掩模對(duì)層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕的方法，形成測(cè)試結(jié)構(gòu)，能夠使得形成的梳狀-叉指測(cè)試結(jié)構(gòu)的線寬、間距更小，并且形成的測(cè)試結(jié)構(gòu)的第一引線與第二引線之間的均勻性較好。
[0045]參考圖2，示出了本發(fā)明測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法的流程圖，本發(fā)明測(cè)試結(jié)構(gòu)的形成方法包括以下大致步驟:
[0046]步驟SI，提供襯底；